ポンプ循環量制御温度調節装置
【課題】負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図る。
【解決手段】ポンプ循環量制御温度調節装置１０は、タンク２０、ポンプ４１、負荷５１、および熱交換器２１を接続してブライン循環回路６１を形成する複数の配管７１と、冷却機３０と、ポンプの回転数を可変制御するためのインバータ４３と、熱交換器において冷却されたブラインの温度を検出する第１センサ８１と、負荷の温度Ｔ２ａを検出する第２センサ８２と、を有する。コントローラ（８０）は、ブライン温度Ｔ１を負荷の設定温度よりも低い温度に維持するように冷却機の作動を制御する。コントローラはさらに、ポンプの回転数を可変制御する運転周波数をインバータに出力し、負荷の温度を下げるときにはポンプの回転数を増加してブラインの循環流量を増加させ、負荷の温度を上げるときにはポンプの回転数を減少してブラインの循環流量を減少させる。
【解決手段】ポンプ循環量制御温度調節装置１０は、タンク２０、ポンプ４１、負荷５１、および熱交換器２１を接続してブライン循環回路６１を形成する複数の配管７１と、冷却機３０と、ポンプの回転数を可変制御するためのインバータ４３と、熱交換器において冷却されたブラインの温度を検出する第１センサ８１と、負荷の温度Ｔ２ａを検出する第２センサ８２と、を有する。コントローラ（８０）は、ブライン温度Ｔ１を負荷の設定温度よりも低い温度に維持するように冷却機の作動を制御する。コントローラはさらに、ポンプの回転数を可変制御する運転周波数をインバータに出力し、負荷の温度を下げるときにはポンプの回転数を増加してブラインの循環流量を増加させ、負荷の温度を上げるときにはポンプの回転数を減少してブラインの循環流量を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷にブラインを供給することによって負荷の温度を調節するポンプ循環量制御式の温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルや半導体を生産するプロセスあるいは試験においては、温度制御を行うことが必須条件であり、種々の温度調節装置が使用されている。温度調節装置のなかには、ワークや検査装置などの負荷に、温度を調節した熱媒体つまりブラインを供給し、負荷の温度を設定温度に制御している。例えば、特許文献１に示される温度調節装置にあっては、負荷に供給するブラインの循環流量を一定にしたまま、比較的低温のブラインを混合させる量を変更することによって、負荷に供給するブラインの温度を調節している。比較的低温のブラインの混合量は、バルブの開度を制御することによって変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８９４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術においては、バルブの開度を制御することによって負荷に供給するブラインの温度を調節しているが、バルブの可動機構には、機械的なあそびが必ず存在する。このような機械的なあそびによって、比較的低温のブラインの混合量を高精度に変更することは難しい。したがって、負荷に供給するブラインの温度を高精度に調節することが難しく、負荷の温度を高精度に制御することが難しくなる。
【０００５】
負荷に供給するブラインの循環流量が一定であるので、ポンプの動力分による発熱は一定である。このため、負荷の発熱量が比較的少ない運転中においても、ポンプの動力分の発熱を除去する必要があり、冷却負荷が低減しない。したがって、省エネルギーを図ることができず、運転コストの低減を図ることができないという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図り得るポンプ循環量制御温度調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のポンプ循環量制御温度調節装置は、ブラインを収納するタンクと、ブラインの循環流量を調節自在なポンプと、ブラインが供給される負荷と、前記負荷から戻されるブラインが流れる熱交換器と、前記タンク、前記ポンプ、前記負荷、および前記熱交換器を接続してブライン循環回路を形成する複数の配管と、前記負荷から戻されるブラインを前記熱交換器において冷却するための冷却機と、前記ポンプの回転数を可変制御するためのインバータと、前記熱交換器において冷却されたブラインの温度を検出する第１センサと、前記負荷の温度を検出する第２センサと、前記第１センサによって検出したブライン温度の信号、および前記第２センサによって検出した負荷の温度の信号が入力されるコントローラと、を有している。
【０００８】
前記コントローラは、ブライン温度を前記負荷の設定温度よりも低い温度に維持するように前記冷却機の作動を制御し、かつ、ポンプの回転数を可変制御する運転周波数をインバータに出力してブラインの循環流量を増減させるように前記ポンプの作動を制御する。コントローラは、前記負荷温度を下げるときには前記ポンプの回転数を増加してブラインの循環流量を増加させ、前記負荷温度を上げるときには前記ポンプの回転数を減少してブラインの循環流量を減少させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポンプ循環量制御温度調節装置によれば、インバータによってポンプの回転数を制御することによってブラインの循環流量を調節しており、機械的なあそびに起因する不感帯が生じることがない。このため、ブラインの循環流量を高精度に変更することができ、その結果、負荷の温度を高精度に制御することが可能となる。
【００１０】
また、負荷に供給するブラインの循環流量を可変とすることによって、負荷の発熱量が比較的少ない運転中には、ブラインの循環流量が少なくなって、ポンプの動力分による発熱が少なくなる。したがって、負荷に供給するブラインの循環流量を一定にする形態に比べて冷却負荷が低減し、省エネルギーを図って、運転コストの低減を図ることができる。
【００１１】
もって、本発明によれば、負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図り得るポンプ循環量制御温度調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るポンプ循環量制御温度調節装置を示す構成図である。
【図２】冷却機の冷凍サイクルを示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るポンプ循環量制御温度調節装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１を参照して、ポンプ循環量制御温度調節装置１０（以下、単に、「温度調節装置１０」という）を概説する。温度調節装置１０は、ブラインを収納するタンク２０と、ブラインの循環流量を調節自在な第１ポンプ４１（ポンプに相当する）と、ブラインが供給される第１負荷５１（負荷に相当する）と、第１負荷５１から戻されるブラインが流れる熱交換器２１と、タンク２０、第１ポンプ４１、第１負荷５１、および熱交換器２１を接続して第１ブライン循環回路６１を形成する第１配管系７１（複数の配管に相当する）と、第１負荷５１から戻されるブラインを熱交換器２１において冷却するための冷却機３０と、第１ポンプ４１の回転数を可変制御するための第１インバータ４３（インバータに相当する）と、を有している。図示する温度調節装置１０は、第２ポンプ４２（他のポンプに相当する）と第２負荷５２（他の負荷に相当する）とを含む第２ブライン循環回路６２（他のブライン循環回路に相当する）が、タンク２０の出口側と熱交換器２１の入口側とに、第１ブライン循環回路６１と並列的に接続されている。具体的には、温度調節装置１０は、ブラインの循環流量を調節自在な第２ポンプ４２と、ブラインが供給される第２負荷５２と、タンク２０、第２ポンプ４２、第２負荷５２、および熱交換器２１を接続して、第１ブライン循環回路６１に対して並列的に接続される第２ブライン循環回路６２を形成する第２配管系７２（複数の他の配管に相当する）と、第２ポンプ４２の回転数を可変制御するための第２インバータ４４（他のインバータに相当する）と、を有している。温度調節装置１０は、熱交換器２１において冷却されたブラインの温度Ｔ１を検出する第１センサ８１と、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを検出する第１負荷用センサ８２（第２センサに相当する）と、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを検出する第２負荷用センサ８３（他の第２センサに相当する）と、温度調節装置１０全体の制御を司るコントローラ８０と、を有している。コントローラ８０には、第１センサ８１によって検出したブライン温度Ｔ１の信号、第１負荷用センサ８２によって検出した第１負荷５１の温度Ｔ２ａの信号、および第２負荷用センサ８３によって検出した第２負荷５２の温度Ｔ２ｂの信号が入力される。
【００１５】
コントローラ８０は、ブライン温度Ｔ１を負荷の設定温度よりも低い温度に維持するように冷却機３０の作動を制御する。コントローラ８０は、第１と第２のポンプ４１、４２の回転数を可変制御する運転周波数を第１と第２のインバータ４３、４４に出力して、第１と第２のブライン循環回路６１、６２におけるそれぞれのブラインの循環流量を増減させるように第１と第２のポンプ４１、４２の作動を制御する。
【００１６】
以下、詳述する。
【００１７】
負荷５１、５２は、ワーク、検査装置、製造装置、あるいは恒温装置などであるが、本発明では特に限定されない。負荷側のブラインとしては、例えば、冷媒、純水などが用いられ、負荷Ｗに応じた媒体が選択される。冷却機側のブラインとしては、例えば、冷媒、冷水などが用いられ、負荷側のブラインに応じた媒体が選択される。
【００１８】
熱交換器２１は、伝熱面積が広くて熱交換効率が高いが、負荷側のブラインを保有する量が比較的少ない構造を有する熱交換器である。熱交換器２１は、例えば、プレート式熱交換器から構成することができる。
【００１９】
図２をも参照して、冷却機３０の冷凍サイクルは、冷媒を圧縮するコンプレッサ３１と、冷却水が流通する凝縮器３２と、膨張弁３３と、蒸発器として機能する熱交換器３４と、を有する。冷却機側のブラインの出口温度Ｔ０は、熱交換器３４に流入する冷媒の温度を調節することにより調節される。冷媒の温度は、冷却機３０の容量を制御することにより調節される。冷却機３０の容量制御は、ホットガス流量を制御することにより行われる。冷却機３０には、コンプレッサ３１の出口側と膨張弁３３の出口側とを連通するホットガスバイパス配管３５と、ホットガスバイパス配管３５の途上に配置される容量調節弁３６および第１電磁弁３７と、凝縮器３２の出口から膨張弁３３に至る配管の途上に配置される第２電磁弁３８と、が設けられている。第１、第２電磁弁３７、３８のそれぞれは、一方が閉のときには他方が開かれ、一方が開のときには他方が閉じられる。第１電磁弁３７が開かれると、コンプレッサ３１により圧縮された比較的高温のガス状冷媒は、容量調節弁３６およびホットガスバイパス配管３５を通り、膨張弁３３により断熱膨張されて比較的低温となった冷媒に混合される。膨張弁３３の出口側に流下するホットガス流量は、容量調節弁３６の設定値および第１電磁弁３７の開時間により定まる。第１、第２電磁弁３７、３８の開閉の結果、熱交換器３４に流入する冷媒の温度が調節され、熱交換器３４で冷却される冷却機側ブラインが所定の温度に調節される。
【００２０】
熱交換器２１の設計は、一般的に、負荷制御温度（温度設定値）より１０℃以上低い温度のブラインを、ポンプの最大定格流量で負荷に供給した場合に、負荷の発熱量が最大のときに負荷の温度を所定の温度に制御することが可能となるように設計されている。冷却機３０の温度制御は、負荷制御温度の一番低い設定値から１０℃低い温度に維持する必要はなく、負荷制御温度の一番低い設定値から１０℃以上低い温度で、冷却機３０の運転下限温度以下に低下しなければ問題はない。
【００２１】
図１を再び参照して、第１インバータ４３の運転周波数を調節することによって、第１ポンプ４１の回転数を可変制御して、第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を調節することができる。第１ポンプ４１の回転数が大きくなるとブラインの循環流量が増加し、逆に、第１ポンプ４１の回転数が小さくなるとブラインの循環流量が減少する。
【００２２】
同様に、第２インバータ４４の運転周波数を調節することによって、第２ポンプ４２の回転数を可変制御して、第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を調節することができる。第２ポンプ４２の回転数が大きくなるとブラインの循環流量が増加し、逆に、第２ポンプ４２の回転数が小さくなるとブラインの循環流量が減少する。
【００２３】
第１配管系７１は、熱交換器２１の出口とタンク２０の入口とを接続する配管７３ａ、タンク２０の出口と第１ポンプ４１の吸入口とを接続する配管７３ｂ、第１ポンプ４１の吐出口と第１負荷５１の入口とを接続する配管７３ｃ、および第１負荷５１の出口と熱交換器２１の入口とを接続する配管７３ｄを含んでいる。
【００２４】
第２配管系７２は、配管７３ａ、タンク２０の出口と第２ポンプ４２の吸入口とを接続する配管７４ｂ、第２ポンプ４２の吐出口と第２負荷５２の入口とを接続する配管７４ｃ、および第２負荷５２の出口と熱交換器２１の入口とを接続する配管７４ｄを含んでいる。配管７４ｄは、配管７３ｄの途中に接続されている。
【００２５】
第１センサ８１は、熱交換器２１に挿入配置され、熱交換器２１において冷却されたブライン温度Ｔ１を検出する。第１センサ８１は、例えば、熱交換器２１の厚さの１／２程度の深さまで挿入して配置する。第１負荷用センサ８２は、第１負荷５１に挿入配置され、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを検出する。第２負荷用センサ８３は、第２負荷５２に挿入配置され、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを検出する。第１センサ８１、第１負荷用センサ８２、および第２負荷用センサ８３は、測温抵抗体や熱電対などから構成されている。
【００２６】
コントローラ８０は、ＣＰＵやメモリを主体に構成されている。コントローラ８０は、第１センサ８１、第１負荷用センサ８２、および第２負荷用センサ８３のそれぞれが接続され、ブライン温度Ｔ１の信号、第１負荷５１の温度Ｔ２ａの信号、および第２負荷５２の温度Ｔ２ｂの信号が入力される。コントローラ８０はまた、第１インバータ４３、および第２インバータ４４のそれぞれが接続され、第１ポンプ４１の回転数を可変制御する運転周波数を第１インバータ４３に出力し、第２ポンプ４２の回転数を可変制御する運転周波数を第２インバータ４４に出力する。
【００２７】
コントローラ８０には、第１と第２の負荷５１、５２のそれぞれの設定温度などを設定する例えばテンキーなどの図示しない入力装置が接続されている。コントローラ８０はまた、冷却機３０にも接続され、容量制御のための制御信号が第１、第２電磁弁３７、３８に出力されて、ホットガス流量が制御される。メモリには、温度調節装置１０の動作を制御するのに必要な各種パラメータやプログラムなどが記憶される。
【００２８】
ブライン温度Ｔ１を一定にしてブライン循環量を制御する本実施形態の時定数は、ブライン循環量を一定にしてブライン温度を所定の温度に制御する場合の時定数に比べて、極端に小さくなる。このため、通常のＰＩＤ演算制御がマッチングする。
【００２９】
温度調節装置１０および第１と第２の負荷５１、５２の全体の動特性を正確にシミュレーションすることは事実上不可能である。このため、最終的な各種パラメータの値については、温度調節装置１０および負荷Ｗの全体の試運転を行いながら、トライアンドエラーにより決定される。決定されたパラメータ値はメモリに記憶される。
【００３０】
なお、タンク２０の容量は配管の長さ、第１ポンプ４１の最大循環量、負荷５１の発熱量の変動等により経験的に決定されるが、容量が最小限でも、配管のみでも、負荷の温度制御は可能である。但し、この場合は、配管７３ａと配管７３ｂとの間にブラインに混入した気泡を分離できる機能を有する、いわゆるバッファータンク（膨張タンク）を装着する必要がある。タンクの容量が少ないと、装置の運転を開始してから、ブライン温度が規定の温度にまで降下する時間が短くなり、短時間で負荷の温度制御が可能となる。一方、タンクの容量を増加すると、ブライン温度が規定の温度に降下する時間は長くなるものの、負荷の大きな変動に対しても、負荷を一定に温度制御することが可能となる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
コントローラ８０は、ブライン温度Ｔ１を負荷５１、５２の設定温度よりも低い温度に維持するように冷却機３０の作動を制御する。ここにおける負荷５１、５２の設定温度は、第１負荷５１の設定温度および第２負荷５２の設定温度のうち、温度が低い方の設定温度である。ブライン温度Ｔ１は、負荷の設定温度よりも低い温度に維持できていればよく、一定の温度に維持する必要はない。コントローラ８０は、冷却機３０の容量制御のための制御信号を第１、第２電磁弁３７、３８に出力し、ホットガス流量を制御する。この制御によって、熱交換器３４で冷却される冷却機側ブラインが所定の温度に調節され、熱交換器２１で冷却される負荷側のブラインが所定の温度に調節される。
【００３３】
コントローラ８０は、第１と第２のポンプ４１、４２の回転数を可変制御する運転周波数を第１と第２のインバータ４３、４４に出力して、第１と第２のブライン循環回路６１、６２におけるそれぞれのブラインの循環流量を増減させるように第１と第２のポンプ４１、４２の作動を制御する。
【００３４】
コントローラ８０は、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを下げるときには第１ポンプ４１の回転数を増加して第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を増加させ、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを上げるときには第１ポンプ４１の回転数を減少して第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を減少させる。
【００３５】
同様に、コントローラ８０は、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを下げるときには第２ポンプ４２の回転数を増加して第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を増加させ、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを上げるときには第２ポンプ４２の回転数を減少して第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を減少させる。
【００３６】
このように、コントローラ８０は、第１ポンプ４１および第２ポンプ４２の作動をそれぞれ個別に制御することによって、第１ブライン循環回路６１および第２ブライン循環回路６２のそれぞれにおけるブラインの循環流量を制御して、第１負荷５１の温度Ｔ２ａおよび第２負荷５２の温度Ｔ２ｂのそれぞれを独立して調節することができる。
【００３７】
前述した特許文献１の技術にあっては、負荷に供給するブラインの循環流量を一定に維持したまま、ブライン温度を調節することによって、負荷の温度を制御している。一方、本実施形態にあっては、負荷５１、５２に供給するブライン温度Ｔ１を一定に維持したまま、ブラインの循環流量を調節することによって、負荷５１、５２の温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを制御している。
【００３８】
特許文献１の技術のように、バルブの開度を制御することによってブライン温度を調節する形態にあっては、バルブの可動機構に存在する機械的なあそびに起因する不感帯が生じる。このため、比較的低温のブラインの混合量を高精度に変更することが難しく、その結果、負荷の温度を高精度に制御することが難しくなる。モータで駆動するバルブの場合は極低温域（−３０℃〜−８０℃）で安定して使用できるバルブがなく、また電磁弁は極低温域で使用可能な液体窒素用のバルブがあるが、大きな口径のものが無いため、流量が増加すると電磁弁を複数使用して流量を確保する必要がある。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、第１と第２のインバータ４３、４４によって第１と第２のポンプ４１、４２の回転数を制御することによってブラインの循環流量を調節しており、機械的なあそびに起因する不感帯が生じることがない。このため、ブラインの循環流量を高精度に変更することができ、その結果、負荷５１、５２の温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを高精度に制御することが可能となる。負荷の温度安定度が±０．５℃以内となるように、負荷５１、５２の温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを制御することができる。
【００４０】
また、負荷５１、５２に供給するブラインの循環流量を可変とすることによって、負荷５１、５２の発熱量が比較的少ない運転中には、ブラインの循環流量が少なくなって、ポンプ４１、４２の動力分による発熱が少なくなる。したがって、負荷に供給するブラインの循環流量を一定にする形態に比べて冷却負荷が低減し、省エネルギーを図って、運転コストの低減を図ることができる。
【００４１】
もって、本実施形態の温度調節装置１０によれば、負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図ることが可能となる。
【００４２】
タンク２０に保有されるブライン温度Ｔ１を、第１と第２の負荷５１、５２の設定温度よりも低い温度に調節して保有している。このため、第１負荷５１の温度上昇が大きいときでも、第１ポンプ４１の回転数を増加し、第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を直ぐに増加することによって、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを迅速に下げることができる。同様に、第２負荷５２の温度上昇が大きいときでも、第２ポンプ４２の回転数を増加し、第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を直ぐに増加することによって、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを迅速に下げることができる。したがって、第１と第２の負荷５１、５２の温度を応答性良く制御できる。
【００４３】
複数の負荷を異なった温度に制御する場合、特許文献１の技術のように、ブラインを異なった温度に調節して、ポンプで一定量を循環させる形態にあっては、ポンプのほかにバルブなどが必要になったり、配管経路が増えたりして、装置が複雑化、大型化するという問題がある。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、ブラインの循環流量を調節して負荷の温度を制御しているので、ポンプだけで制御することができ、バルブや配管経路の廃止などを通して、装置構成の簡素化、小型化を図ることが可能となる。
【００４５】
なお、温度調節装置１０は、第１と第２の負荷５１、５２に要求される下限温度から上限温度までの温度範囲で、ブラインの温度を制御できなければならない。したがって、冷却機３０の冷却能力は、ブラインの循環流量、第１と第２の負荷５１、５２の下限温度、第１と第２の負荷５１、５２における発熱量などに基づいて決定される。
【００４６】
また、コントローラ８０の制御出力がゼロ、つまり冷却が不要の場合には、ブラインの循環流量がゼロになる。ブラインの循環が停止するため、冷却機３０の運転温度制御を行う場合は熱交換器２１の内部温度を調節する。
【００４７】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の他の実施形態に係る温度調節装置１０ａを示す構成図である。温度調節装置１０と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４８】
図３を参照して、この温度調節装置１０ａにあっては、第１と第２の負荷５１、５２と熱交換器２１との間に配置された熱交換循環ポンプ４５と、タンク２０の出口側と熱交換循環ポンプ４５のサクション側とを接続して第１と第２のポンプ４１、４２および第１と第２の負荷５１、５２をバイパスしてブラインを循環させるバイパス配管４６と、をさらに有している。
【００４９】
かかる形態によれば、第１と第２の負荷５１、５２へのブラインの供給を停止している待機運転中に、タンク２０内のブライン温度Ｔ１を冷却機３０の下限運転温度まで冷却することができる。したがって、第１と第２の負荷５１、５２を常温（例えば、２５℃）から、冷却温度（例えば、−１５℃）まで短時間（例えば、５分以内）に冷却することが可能になる。
【００５０】
熱交換循環ポンプ４５の装着位置については図示例に限られるものではない。熱交換循環ポンプ４５を熱交換器２１とタンク２０との間、またはバイパス配管４６の中間部に移動しても、運転に支障は生じない。
【００５１】
（他の変形例）
第１と第２のポンプ４１、４２は、ブラインを循環できればよいため、その配置位置は図示のように第１と第２の負荷５１、５２の入口側に限られるものではない。例えば、第１と第２のポンプ４１、４２を、第１と第２の負荷５１、５２の下流側に配置して、ブラインを循環させるようにすることもできる。
【００５２】
第１と第２のブライン循環回路６１、６２を有する実施形態について示したが、本発明は、この場合に限定されるものではない。ブライン循環回路は１つでもよいし、逆に、冷却機３０の冷却能力の限度内において、ポンプ、インバータ、負荷の温度を測定するセンサを追加することによって、３つ以上のブライン循環回路を有する温度調節装置に適用することができる。
【００５３】
インバータとインバータ用ポンプとを適用したが、インバータポンプをＤＣポンプに代替し、インバータの代わりにインバータと同等に機能するＤＣポンプ用ドライバーを適用してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０ ポンプ循環量制御温度調節装置、
１０ａ ポンプ循環量制御温度調節装置、
２０ タンク、
２１ 熱交換器、
３０ 冷却機、
４１ 第１ポンプ（ポンプ）、
４２ 第２ポンプ（他のポンプ）、
４３ 第１インバータ（インバータ）、
４４ 第２インバータ（他のインバータ）、
４５ 熱交換循環ポンプ、
４６ バイパス配管、
５１ 第１負荷（負荷）、
５２ 第２負荷（他の負荷）、
６１ 第１ブライン循環回路（ブライン循環回路）、
６２ 第２ブライン循環回路（他のブライン循環回路）、
７１ 第１配管系（複数の配管）、
７２ 第２配管系（複数の他の配管）、
８０ コントローラ、
８１ 第１センサ、
８２ 第１負荷用センサ（第２センサ）、
８３ 第２負荷用センサ（他の第２センサ）、
Ｔ１ ブライン温度、
Ｔ２ａ 第１負荷の温度（負荷の温度）、
Ｔ２ｂ 第２負荷の温度（他の負荷の温度）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷にブラインを供給することによって負荷の温度を調節するポンプ循環量制御式の温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルや半導体を生産するプロセスあるいは試験においては、温度制御を行うことが必須条件であり、種々の温度調節装置が使用されている。温度調節装置のなかには、ワークや検査装置などの負荷に、温度を調節した熱媒体つまりブラインを供給し、負荷の温度を設定温度に制御している。例えば、特許文献１に示される温度調節装置にあっては、負荷に供給するブラインの循環流量を一定にしたまま、比較的低温のブラインを混合させる量を変更することによって、負荷に供給するブラインの温度を調節している。比較的低温のブラインの混合量は、バルブの開度を制御することによって変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８９４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術においては、バルブの開度を制御することによって負荷に供給するブラインの温度を調節しているが、バルブの可動機構には、機械的なあそびが必ず存在する。このような機械的なあそびによって、比較的低温のブラインの混合量を高精度に変更することは難しい。したがって、負荷に供給するブラインの温度を高精度に調節することが難しく、負荷の温度を高精度に制御することが難しくなる。
【０００５】
負荷に供給するブラインの循環流量が一定であるので、ポンプの動力分による発熱は一定である。このため、負荷の発熱量が比較的少ない運転中においても、ポンプの動力分の発熱を除去する必要があり、冷却負荷が低減しない。したがって、省エネルギーを図ることができず、運転コストの低減を図ることができないという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図り得るポンプ循環量制御温度調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のポンプ循環量制御温度調節装置は、ブラインを収納するタンクと、ブラインの循環流量を調節自在なポンプと、ブラインが供給される負荷と、前記負荷から戻されるブラインが流れる熱交換器と、前記タンク、前記ポンプ、前記負荷、および前記熱交換器を接続してブライン循環回路を形成する複数の配管と、前記負荷から戻されるブラインを前記熱交換器において冷却するための冷却機と、前記ポンプの回転数を可変制御するためのインバータと、前記熱交換器において冷却されたブラインの温度を検出する第１センサと、前記負荷の温度を検出する第２センサと、前記第１センサによって検出したブライン温度の信号、および前記第２センサによって検出した負荷の温度の信号が入力されるコントローラと、を有している。
【０００８】
前記コントローラは、ブライン温度を前記負荷の設定温度よりも低い温度に維持するように前記冷却機の作動を制御し、かつ、ポンプの回転数を可変制御する運転周波数をインバータに出力してブラインの循環流量を増減させるように前記ポンプの作動を制御する。コントローラは、前記負荷温度を下げるときには前記ポンプの回転数を増加してブラインの循環流量を増加させ、前記負荷温度を上げるときには前記ポンプの回転数を減少してブラインの循環流量を減少させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポンプ循環量制御温度調節装置によれば、インバータによってポンプの回転数を制御することによってブラインの循環流量を調節しており、機械的なあそびに起因する不感帯が生じることがない。このため、ブラインの循環流量を高精度に変更することができ、その結果、負荷の温度を高精度に制御することが可能となる。
【００１０】
また、負荷に供給するブラインの循環流量を可変とすることによって、負荷の発熱量が比較的少ない運転中には、ブラインの循環流量が少なくなって、ポンプの動力分による発熱が少なくなる。したがって、負荷に供給するブラインの循環流量を一定にする形態に比べて冷却負荷が低減し、省エネルギーを図って、運転コストの低減を図ることができる。
【００１１】
もって、本発明によれば、負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図り得るポンプ循環量制御温度調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るポンプ循環量制御温度調節装置を示す構成図である。
【図２】冷却機の冷凍サイクルを示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るポンプ循環量制御温度調節装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１を参照して、ポンプ循環量制御温度調節装置１０（以下、単に、「温度調節装置１０」という）を概説する。温度調節装置１０は、ブラインを収納するタンク２０と、ブラインの循環流量を調節自在な第１ポンプ４１（ポンプに相当する）と、ブラインが供給される第１負荷５１（負荷に相当する）と、第１負荷５１から戻されるブラインが流れる熱交換器２１と、タンク２０、第１ポンプ４１、第１負荷５１、および熱交換器２１を接続して第１ブライン循環回路６１を形成する第１配管系７１（複数の配管に相当する）と、第１負荷５１から戻されるブラインを熱交換器２１において冷却するための冷却機３０と、第１ポンプ４１の回転数を可変制御するための第１インバータ４３（インバータに相当する）と、を有している。図示する温度調節装置１０は、第２ポンプ４２（他のポンプに相当する）と第２負荷５２（他の負荷に相当する）とを含む第２ブライン循環回路６２（他のブライン循環回路に相当する）が、タンク２０の出口側と熱交換器２１の入口側とに、第１ブライン循環回路６１と並列的に接続されている。具体的には、温度調節装置１０は、ブラインの循環流量を調節自在な第２ポンプ４２と、ブラインが供給される第２負荷５２と、タンク２０、第２ポンプ４２、第２負荷５２、および熱交換器２１を接続して、第１ブライン循環回路６１に対して並列的に接続される第２ブライン循環回路６２を形成する第２配管系７２（複数の他の配管に相当する）と、第２ポンプ４２の回転数を可変制御するための第２インバータ４４（他のインバータに相当する）と、を有している。温度調節装置１０は、熱交換器２１において冷却されたブラインの温度Ｔ１を検出する第１センサ８１と、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを検出する第１負荷用センサ８２（第２センサに相当する）と、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを検出する第２負荷用センサ８３（他の第２センサに相当する）と、温度調節装置１０全体の制御を司るコントローラ８０と、を有している。コントローラ８０には、第１センサ８１によって検出したブライン温度Ｔ１の信号、第１負荷用センサ８２によって検出した第１負荷５１の温度Ｔ２ａの信号、および第２負荷用センサ８３によって検出した第２負荷５２の温度Ｔ２ｂの信号が入力される。
【００１５】
コントローラ８０は、ブライン温度Ｔ１を負荷の設定温度よりも低い温度に維持するように冷却機３０の作動を制御する。コントローラ８０は、第１と第２のポンプ４１、４２の回転数を可変制御する運転周波数を第１と第２のインバータ４３、４４に出力して、第１と第２のブライン循環回路６１、６２におけるそれぞれのブラインの循環流量を増減させるように第１と第２のポンプ４１、４２の作動を制御する。
【００１６】
以下、詳述する。
【００１７】
負荷５１、５２は、ワーク、検査装置、製造装置、あるいは恒温装置などであるが、本発明では特に限定されない。負荷側のブラインとしては、例えば、冷媒、純水などが用いられ、負荷Ｗに応じた媒体が選択される。冷却機側のブラインとしては、例えば、冷媒、冷水などが用いられ、負荷側のブラインに応じた媒体が選択される。
【００１８】
熱交換器２１は、伝熱面積が広くて熱交換効率が高いが、負荷側のブラインを保有する量が比較的少ない構造を有する熱交換器である。熱交換器２１は、例えば、プレート式熱交換器から構成することができる。
【００１９】
図２をも参照して、冷却機３０の冷凍サイクルは、冷媒を圧縮するコンプレッサ３１と、冷却水が流通する凝縮器３２と、膨張弁３３と、蒸発器として機能する熱交換器３４と、を有する。冷却機側のブラインの出口温度Ｔ０は、熱交換器３４に流入する冷媒の温度を調節することにより調節される。冷媒の温度は、冷却機３０の容量を制御することにより調節される。冷却機３０の容量制御は、ホットガス流量を制御することにより行われる。冷却機３０には、コンプレッサ３１の出口側と膨張弁３３の出口側とを連通するホットガスバイパス配管３５と、ホットガスバイパス配管３５の途上に配置される容量調節弁３６および第１電磁弁３７と、凝縮器３２の出口から膨張弁３３に至る配管の途上に配置される第２電磁弁３８と、が設けられている。第１、第２電磁弁３７、３８のそれぞれは、一方が閉のときには他方が開かれ、一方が開のときには他方が閉じられる。第１電磁弁３７が開かれると、コンプレッサ３１により圧縮された比較的高温のガス状冷媒は、容量調節弁３６およびホットガスバイパス配管３５を通り、膨張弁３３により断熱膨張されて比較的低温となった冷媒に混合される。膨張弁３３の出口側に流下するホットガス流量は、容量調節弁３６の設定値および第１電磁弁３７の開時間により定まる。第１、第２電磁弁３７、３８の開閉の結果、熱交換器３４に流入する冷媒の温度が調節され、熱交換器３４で冷却される冷却機側ブラインが所定の温度に調節される。
【００２０】
熱交換器２１の設計は、一般的に、負荷制御温度（温度設定値）より１０℃以上低い温度のブラインを、ポンプの最大定格流量で負荷に供給した場合に、負荷の発熱量が最大のときに負荷の温度を所定の温度に制御することが可能となるように設計されている。冷却機３０の温度制御は、負荷制御温度の一番低い設定値から１０℃低い温度に維持する必要はなく、負荷制御温度の一番低い設定値から１０℃以上低い温度で、冷却機３０の運転下限温度以下に低下しなければ問題はない。
【００２１】
図１を再び参照して、第１インバータ４３の運転周波数を調節することによって、第１ポンプ４１の回転数を可変制御して、第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を調節することができる。第１ポンプ４１の回転数が大きくなるとブラインの循環流量が増加し、逆に、第１ポンプ４１の回転数が小さくなるとブラインの循環流量が減少する。
【００２２】
同様に、第２インバータ４４の運転周波数を調節することによって、第２ポンプ４２の回転数を可変制御して、第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を調節することができる。第２ポンプ４２の回転数が大きくなるとブラインの循環流量が増加し、逆に、第２ポンプ４２の回転数が小さくなるとブラインの循環流量が減少する。
【００２３】
第１配管系７１は、熱交換器２１の出口とタンク２０の入口とを接続する配管７３ａ、タンク２０の出口と第１ポンプ４１の吸入口とを接続する配管７３ｂ、第１ポンプ４１の吐出口と第１負荷５１の入口とを接続する配管７３ｃ、および第１負荷５１の出口と熱交換器２１の入口とを接続する配管７３ｄを含んでいる。
【００２４】
第２配管系７２は、配管７３ａ、タンク２０の出口と第２ポンプ４２の吸入口とを接続する配管７４ｂ、第２ポンプ４２の吐出口と第２負荷５２の入口とを接続する配管７４ｃ、および第２負荷５２の出口と熱交換器２１の入口とを接続する配管７４ｄを含んでいる。配管７４ｄは、配管７３ｄの途中に接続されている。
【００２５】
第１センサ８１は、熱交換器２１に挿入配置され、熱交換器２１において冷却されたブライン温度Ｔ１を検出する。第１センサ８１は、例えば、熱交換器２１の厚さの１／２程度の深さまで挿入して配置する。第１負荷用センサ８２は、第１負荷５１に挿入配置され、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを検出する。第２負荷用センサ８３は、第２負荷５２に挿入配置され、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを検出する。第１センサ８１、第１負荷用センサ８２、および第２負荷用センサ８３は、測温抵抗体や熱電対などから構成されている。
【００２６】
コントローラ８０は、ＣＰＵやメモリを主体に構成されている。コントローラ８０は、第１センサ８１、第１負荷用センサ８２、および第２負荷用センサ８３のそれぞれが接続され、ブライン温度Ｔ１の信号、第１負荷５１の温度Ｔ２ａの信号、および第２負荷５２の温度Ｔ２ｂの信号が入力される。コントローラ８０はまた、第１インバータ４３、および第２インバータ４４のそれぞれが接続され、第１ポンプ４１の回転数を可変制御する運転周波数を第１インバータ４３に出力し、第２ポンプ４２の回転数を可変制御する運転周波数を第２インバータ４４に出力する。
【００２７】
コントローラ８０には、第１と第２の負荷５１、５２のそれぞれの設定温度などを設定する例えばテンキーなどの図示しない入力装置が接続されている。コントローラ８０はまた、冷却機３０にも接続され、容量制御のための制御信号が第１、第２電磁弁３７、３８に出力されて、ホットガス流量が制御される。メモリには、温度調節装置１０の動作を制御するのに必要な各種パラメータやプログラムなどが記憶される。
【００２８】
ブライン温度Ｔ１を一定にしてブライン循環量を制御する本実施形態の時定数は、ブライン循環量を一定にしてブライン温度を所定の温度に制御する場合の時定数に比べて、極端に小さくなる。このため、通常のＰＩＤ演算制御がマッチングする。
【００２９】
温度調節装置１０および第１と第２の負荷５１、５２の全体の動特性を正確にシミュレーションすることは事実上不可能である。このため、最終的な各種パラメータの値については、温度調節装置１０および負荷Ｗの全体の試運転を行いながら、トライアンドエラーにより決定される。決定されたパラメータ値はメモリに記憶される。
【００３０】
なお、タンク２０の容量は配管の長さ、第１ポンプ４１の最大循環量、負荷５１の発熱量の変動等により経験的に決定されるが、容量が最小限でも、配管のみでも、負荷の温度制御は可能である。但し、この場合は、配管７３ａと配管７３ｂとの間にブラインに混入した気泡を分離できる機能を有する、いわゆるバッファータンク（膨張タンク）を装着する必要がある。タンクの容量が少ないと、装置の運転を開始してから、ブライン温度が規定の温度にまで降下する時間が短くなり、短時間で負荷の温度制御が可能となる。一方、タンクの容量を増加すると、ブライン温度が規定の温度に降下する時間は長くなるものの、負荷の大きな変動に対しても、負荷を一定に温度制御することが可能となる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
コントローラ８０は、ブライン温度Ｔ１を負荷５１、５２の設定温度よりも低い温度に維持するように冷却機３０の作動を制御する。ここにおける負荷５１、５２の設定温度は、第１負荷５１の設定温度および第２負荷５２の設定温度のうち、温度が低い方の設定温度である。ブライン温度Ｔ１は、負荷の設定温度よりも低い温度に維持できていればよく、一定の温度に維持する必要はない。コントローラ８０は、冷却機３０の容量制御のための制御信号を第１、第２電磁弁３７、３８に出力し、ホットガス流量を制御する。この制御によって、熱交換器３４で冷却される冷却機側ブラインが所定の温度に調節され、熱交換器２１で冷却される負荷側のブラインが所定の温度に調節される。
【００３３】
コントローラ８０は、第１と第２のポンプ４１、４２の回転数を可変制御する運転周波数を第１と第２のインバータ４３、４４に出力して、第１と第２のブライン循環回路６１、６２におけるそれぞれのブラインの循環流量を増減させるように第１と第２のポンプ４１、４２の作動を制御する。
【００３４】
コントローラ８０は、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを下げるときには第１ポンプ４１の回転数を増加して第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を増加させ、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを上げるときには第１ポンプ４１の回転数を減少して第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を減少させる。
【００３５】
同様に、コントローラ８０は、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを下げるときには第２ポンプ４２の回転数を増加して第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を増加させ、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを上げるときには第２ポンプ４２の回転数を減少して第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を減少させる。
【００３６】
このように、コントローラ８０は、第１ポンプ４１および第２ポンプ４２の作動をそれぞれ個別に制御することによって、第１ブライン循環回路６１および第２ブライン循環回路６２のそれぞれにおけるブラインの循環流量を制御して、第１負荷５１の温度Ｔ２ａおよび第２負荷５２の温度Ｔ２ｂのそれぞれを独立して調節することができる。
【００３７】
前述した特許文献１の技術にあっては、負荷に供給するブラインの循環流量を一定に維持したまま、ブライン温度を調節することによって、負荷の温度を制御している。一方、本実施形態にあっては、負荷５１、５２に供給するブライン温度Ｔ１を一定に維持したまま、ブラインの循環流量を調節することによって、負荷５１、５２の温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを制御している。
【００３８】
特許文献１の技術のように、バルブの開度を制御することによってブライン温度を調節する形態にあっては、バルブの可動機構に存在する機械的なあそびに起因する不感帯が生じる。このため、比較的低温のブラインの混合量を高精度に変更することが難しく、その結果、負荷の温度を高精度に制御することが難しくなる。モータで駆動するバルブの場合は極低温域（−３０℃〜−８０℃）で安定して使用できるバルブがなく、また電磁弁は極低温域で使用可能な液体窒素用のバルブがあるが、大きな口径のものが無いため、流量が増加すると電磁弁を複数使用して流量を確保する必要がある。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、第１と第２のインバータ４３、４４によって第１と第２のポンプ４１、４２の回転数を制御することによってブラインの循環流量を調節しており、機械的なあそびに起因する不感帯が生じることがない。このため、ブラインの循環流量を高精度に変更することができ、その結果、負荷５１、５２の温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを高精度に制御することが可能となる。負荷の温度安定度が±０．５℃以内となるように、負荷５１、５２の温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを制御することができる。
【００４０】
また、負荷５１、５２に供給するブラインの循環流量を可変とすることによって、負荷５１、５２の発熱量が比較的少ない運転中には、ブラインの循環流量が少なくなって、ポンプ４１、４２の動力分による発熱が少なくなる。したがって、負荷に供給するブラインの循環流量を一定にする形態に比べて冷却負荷が低減し、省エネルギーを図って、運転コストの低減を図ることができる。
【００４１】
もって、本実施形態の温度調節装置１０によれば、負荷の温度を高精度に制御でき、省エネルギーを図って運転コストの低減を図ることが可能となる。
【００４２】
タンク２０に保有されるブライン温度Ｔ１を、第１と第２の負荷５１、５２の設定温度よりも低い温度に調節して保有している。このため、第１負荷５１の温度上昇が大きいときでも、第１ポンプ４１の回転数を増加し、第１ブライン循環回路６１におけるブラインの循環流量を直ぐに増加することによって、第１負荷５１の温度Ｔ２ａを迅速に下げることができる。同様に、第２負荷５２の温度上昇が大きいときでも、第２ポンプ４２の回転数を増加し、第２ブライン循環回路６２におけるブラインの循環流量を直ぐに増加することによって、第２負荷５２の温度Ｔ２ｂを迅速に下げることができる。したがって、第１と第２の負荷５１、５２の温度を応答性良く制御できる。
【００４３】
複数の負荷を異なった温度に制御する場合、特許文献１の技術のように、ブラインを異なった温度に調節して、ポンプで一定量を循環させる形態にあっては、ポンプのほかにバルブなどが必要になったり、配管経路が増えたりして、装置が複雑化、大型化するという問題がある。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、ブラインの循環流量を調節して負荷の温度を制御しているので、ポンプだけで制御することができ、バルブや配管経路の廃止などを通して、装置構成の簡素化、小型化を図ることが可能となる。
【００４５】
なお、温度調節装置１０は、第１と第２の負荷５１、５２に要求される下限温度から上限温度までの温度範囲で、ブラインの温度を制御できなければならない。したがって、冷却機３０の冷却能力は、ブラインの循環流量、第１と第２の負荷５１、５２の下限温度、第１と第２の負荷５１、５２における発熱量などに基づいて決定される。
【００４６】
また、コントローラ８０の制御出力がゼロ、つまり冷却が不要の場合には、ブラインの循環流量がゼロになる。ブラインの循環が停止するため、冷却機３０の運転温度制御を行う場合は熱交換器２１の内部温度を調節する。
【００４７】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の他の実施形態に係る温度調節装置１０ａを示す構成図である。温度調節装置１０と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４８】
図３を参照して、この温度調節装置１０ａにあっては、第１と第２の負荷５１、５２と熱交換器２１との間に配置された熱交換循環ポンプ４５と、タンク２０の出口側と熱交換循環ポンプ４５のサクション側とを接続して第１と第２のポンプ４１、４２および第１と第２の負荷５１、５２をバイパスしてブラインを循環させるバイパス配管４６と、をさらに有している。
【００４９】
かかる形態によれば、第１と第２の負荷５１、５２へのブラインの供給を停止している待機運転中に、タンク２０内のブライン温度Ｔ１を冷却機３０の下限運転温度まで冷却することができる。したがって、第１と第２の負荷５１、５２を常温（例えば、２５℃）から、冷却温度（例えば、−１５℃）まで短時間（例えば、５分以内）に冷却することが可能になる。
【００５０】
熱交換循環ポンプ４５の装着位置については図示例に限られるものではない。熱交換循環ポンプ４５を熱交換器２１とタンク２０との間、またはバイパス配管４６の中間部に移動しても、運転に支障は生じない。
【００５１】
（他の変形例）
第１と第２のポンプ４１、４２は、ブラインを循環できればよいため、その配置位置は図示のように第１と第２の負荷５１、５２の入口側に限られるものではない。例えば、第１と第２のポンプ４１、４２を、第１と第２の負荷５１、５２の下流側に配置して、ブラインを循環させるようにすることもできる。
【００５２】
第１と第２のブライン循環回路６１、６２を有する実施形態について示したが、本発明は、この場合に限定されるものではない。ブライン循環回路は１つでもよいし、逆に、冷却機３０の冷却能力の限度内において、ポンプ、インバータ、負荷の温度を測定するセンサを追加することによって、３つ以上のブライン循環回路を有する温度調節装置に適用することができる。
【００５３】
インバータとインバータ用ポンプとを適用したが、インバータポンプをＤＣポンプに代替し、インバータの代わりにインバータと同等に機能するＤＣポンプ用ドライバーを適用してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０ ポンプ循環量制御温度調節装置、
１０ａ ポンプ循環量制御温度調節装置、
２０ タンク、
２１ 熱交換器、
３０ 冷却機、
４１ 第１ポンプ（ポンプ）、
４２ 第２ポンプ（他のポンプ）、
４３ 第１インバータ（インバータ）、
４４ 第２インバータ（他のインバータ）、
４５ 熱交換循環ポンプ、
４６ バイパス配管、
５１ 第１負荷（負荷）、
５２ 第２負荷（他の負荷）、
６１ 第１ブライン循環回路（ブライン循環回路）、
６２ 第２ブライン循環回路（他のブライン循環回路）、
７１ 第１配管系（複数の配管）、
７２ 第２配管系（複数の他の配管）、
８０ コントローラ、
８１ 第１センサ、
８２ 第１負荷用センサ（第２センサ）、
８３ 第２負荷用センサ（他の第２センサ）、
Ｔ１ ブライン温度、
Ｔ２ａ 第１負荷の温度（負荷の温度）、
Ｔ２ｂ 第２負荷の温度（他の負荷の温度）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラインを収納するタンク（２０）と、
ブラインの循環流量を調節自在なポンプ（４１）と、
ブラインが供給される負荷（５１）と、
前記負荷（５１）から戻されるブラインが流れる熱交換器（２１）と、
前記タンク（２０）、前記ポンプ（４１）、前記負荷（５１）、および前記熱交換器（２１）を接続してブライン循環回路（６１）を形成する複数の配管（７１）と、
前記負荷（５１）から戻されるブラインを前記熱交換器（２１）において冷却するための冷却機（３０）と、
前記ポンプ（４１）の回転数を可変制御するためのインバータ（４３）と、
前記熱交換器（２１）において冷却されたブラインの温度を検出する第１センサ（８１）と、
前記負荷（５１）の温度を検出する第２センサ（８２）と、
前記第１センサ（８１）によって検出したブライン温度（Ｔ１）の信号、および前記第２センサ（８２）によって検出した負荷（５１）の温度（Ｔ２ａ）の信号が入力されるコントローラ（８０）と、を有し、
前記コントローラ（８０）は、ブライン温度（Ｔ１）を前記負荷（５１）の設定温度よりも低い温度に維持するように前記冷却機（３０）の作動を制御し、かつ、ポンプ（４１）の回転数を可変制御する運転周波数をインバータ（４３）に出力してブラインの循環流量を増減させるように前記ポンプ（４１）の作動を制御し、
前記負荷（５１）温度を下げるときには前記ポンプ（４１）の回転数を増加してブラインの循環流量を増加させ、前記負荷（５１）温度を上げるときには前記ポンプ（４１）の回転数を減少してブラインの循環流量を減少させる、ポンプ循環量制御温度調節装置。
【請求項２】
前記負荷（５１）と前記熱交換器（２１）との間に配置された熱交換循環ポンプ（４５）と、
前記タンク（２０）の出口側と前記熱交換循環ポンプ（４５）のサクション側とを接続して前記ポンプ（４１）および前記負荷（５１）をバイパスしてブラインを循環させるバイパス配管（４６）と、をさらに有する、請求項１に記載のポンプ循環量制御温度調節装置。
【請求項３】
ブラインの循環流量を調節自在な他のポンプ（４２）と、
ブラインが供給される他の負荷（５２）と、
前記タンク（２０）、前記他のポンプ（４２）、前記他の負荷（５２）、および前記熱交換器（２１）を接続して、前記ブライン循環回路（６１）に対して並列的に接続される他のブライン循環回路（６２）を形成する複数の他の配管（７２）と、
前記他のポンプ（４２）の回転数を可変制御するための他のインバータ（４４）と、
前記他の負荷（５２）の温度（Ｔ２ｂ）を検出する他の第２センサ（８３）と、をさらに有し、
前記コントローラ（８０）は、前記他の第２センサ（８３）によって検出した前記他の負荷（５２）の温度（Ｔ２ｂ）の信号が入力され、前記ポンプ（４１）および前記他のポンプ（４２）の作動をそれぞれ個別に制御することによって、前記ブライン循環回路（６１）および前記他のブライン循環回路（６２）のそれぞれにおけるブラインの循環流量を制御して、前記負荷（５１）の温度（Ｔ２ａ）および前記他の負荷（５２）の温度（Ｔ２ｂ）のそれぞれを制御する、請求項１または請求項２に記載のポンプ循環量制御温度調節装置。
【請求項１】
ブラインを収納するタンク（２０）と、
ブラインの循環流量を調節自在なポンプ（４１）と、
ブラインが供給される負荷（５１）と、
前記負荷（５１）から戻されるブラインが流れる熱交換器（２１）と、
前記タンク（２０）、前記ポンプ（４１）、前記負荷（５１）、および前記熱交換器（２１）を接続してブライン循環回路（６１）を形成する複数の配管（７１）と、
前記負荷（５１）から戻されるブラインを前記熱交換器（２１）において冷却するための冷却機（３０）と、
前記ポンプ（４１）の回転数を可変制御するためのインバータ（４３）と、
前記熱交換器（２１）において冷却されたブラインの温度を検出する第１センサ（８１）と、
前記負荷（５１）の温度を検出する第２センサ（８２）と、
前記第１センサ（８１）によって検出したブライン温度（Ｔ１）の信号、および前記第２センサ（８２）によって検出した負荷（５１）の温度（Ｔ２ａ）の信号が入力されるコントローラ（８０）と、を有し、
前記コントローラ（８０）は、ブライン温度（Ｔ１）を前記負荷（５１）の設定温度よりも低い温度に維持するように前記冷却機（３０）の作動を制御し、かつ、ポンプ（４１）の回転数を可変制御する運転周波数をインバータ（４３）に出力してブラインの循環流量を増減させるように前記ポンプ（４１）の作動を制御し、
前記負荷（５１）温度を下げるときには前記ポンプ（４１）の回転数を増加してブラインの循環流量を増加させ、前記負荷（５１）温度を上げるときには前記ポンプ（４１）の回転数を減少してブラインの循環流量を減少させる、ポンプ循環量制御温度調節装置。
【請求項２】
前記負荷（５１）と前記熱交換器（２１）との間に配置された熱交換循環ポンプ（４５）と、
前記タンク（２０）の出口側と前記熱交換循環ポンプ（４５）のサクション側とを接続して前記ポンプ（４１）および前記負荷（５１）をバイパスしてブラインを循環させるバイパス配管（４６）と、をさらに有する、請求項１に記載のポンプ循環量制御温度調節装置。
【請求項３】
ブラインの循環流量を調節自在な他のポンプ（４２）と、
ブラインが供給される他の負荷（５２）と、
前記タンク（２０）、前記他のポンプ（４２）、前記他の負荷（５２）、および前記熱交換器（２１）を接続して、前記ブライン循環回路（６１）に対して並列的に接続される他のブライン循環回路（６２）を形成する複数の他の配管（７２）と、
前記他のポンプ（４２）の回転数を可変制御するための他のインバータ（４４）と、
前記他の負荷（５２）の温度（Ｔ２ｂ）を検出する他の第２センサ（８３）と、をさらに有し、
前記コントローラ（８０）は、前記他の第２センサ（８３）によって検出した前記他の負荷（５２）の温度（Ｔ２ｂ）の信号が入力され、前記ポンプ（４１）および前記他のポンプ（４２）の作動をそれぞれ個別に制御することによって、前記ブライン循環回路（６１）および前記他のブライン循環回路（６２）のそれぞれにおけるブラインの循環流量を制御して、前記負荷（５１）の温度（Ｔ２ａ）および前記他の負荷（５２）の温度（Ｔ２ｂ）のそれぞれを制御する、請求項１または請求項２に記載のポンプ循環量制御温度調節装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５２９１３（Ｐ２０１１−５２９１３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３０３５（Ｐ２００９−２０３０３５）
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００１３４９０３）株式会社ニシヤマ (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００１３４９０３）株式会社ニシヤマ (33)
【Ｆターム（参考）】
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